影响进口轴承寿命的因素和控制方法

影响进口轴承寿命的材料因素 　　　滚动轴承的早期失效形式，主要有破裂、塑性变形、磨损、腐蚀和疲劳，在正常条件下主要是接触疲劳。进口轴承零件的失效除了服役条件之外，主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。影响这些性能和状态的主要内在因素有如下几项： 　　１、淬火钢中的马氏体 　　高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时，在淬火低温回火状态下，淬火马氏体含碳量，明显影响钢的力学性能。强度、韧性在0.5％左右，接触疲劳寿命在0.55％左右，抗压溃能力在0.42％左右，当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5％～0.56％时，可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。 　　２、淬火钢中的残留奥氏体 　　高碳铬钢经正常淬火后，可含有8％～20％Ar(残留奥氏体)。进口轴承零件中的Ar有利也有弊，为了兴利除弊，Ar含量应适当。由于Ar量主要与淬火加热奥氏体化条件有关，它的多少又会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量，较难正确反映Ar量对力学性能的影响。　　为此，固定奥氏条件，利用奥氏体体化热稳定化处理工艺，以获得不同Ar量，在此研究了淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响。随着奥氏体含量的增多，硬度和接触疲劳寿命均随之而增加，达到峰值后又随之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出现在17％Ar左右，而接触疲劳寿命峰值出现在9％左右。　　３、淬火钢中的未溶碳化物 　　淬火钢中未溶碳化物的数量、形貌、大小、分布，既受到钢的化学成分和淬火前原始组织的影响，又受奥氏体化条件的影响，有关未溶碳化物对进口轴承寿命的影响研究较少。碳化物是硬脆相，除了对耐磨性有利之外，承载时因会(特别是碳化物呈非球形)与基体引起应力集中而产生裂纹，从而会降低韧性和疲劳抗力。淬火未溶碳化物除了自身对钢的性能产生影响之外，还影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布，从而对钢的性能产生附加影响。　　　因此淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。适当降低进口轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的途径之一。 　　淬火未溶碳化物除了数量对材料性能有影响之外，尺寸、形貌、分布也对材料性能产生影响。为了避免进口轴承钢中未溶碳化物的危害，要求未溶碳化物少(数量少)、小(尺寸小)、匀(大小彼此相差很小，而且分布均匀)、圆(每粒碳化物皆呈球形)。应该指出，进口轴承钢淬火后有少量未溶碳化物是必要的，不仅可以保持足够的耐磨性，而且也是获得细晶粒隐晶马氏体的必备条件。 　　４、淬火回火后的残留应力 　　进口轴承零件经淬火低温回火后，仍具有较大的内应力。零件中的残留内应力有利和弊两种状态。钢件热处理后，随着表面残留压应力的增大，钢的疲劳强度随之增高，反之表面残留内应力为拉应力时，则使钢的疲劳强度降低。因此，使进口轴承零件淬火回火后表面残留较大的压应力，也是提高使用寿命的措施之一。